不同改良工艺对吹填土土壤理化性质的影响

田书温

摘 要：通过原土改良与客土改良田间对比试验，研究不同改良工艺对吹填土土壤理化性质的影响。结果表明，与原始吹填土相比较，原土改良与客土改良均可不同程度地降低土壤含盐量，同时可有效改善土壤养分和物理结构，但均存在不同程度的脱盐碱化现象，说明土壤改良剂亦需进一步优化；与客土改良相比，原土改良60～80 cm土壤含盐量显著降低了84.47%，其他土层差异均不显著；原土改良0～20 cm土壤全氮、有机质、水解氮和有效磷含量分别显著提高了130.98%，23.71%，81.82%，321.02%，容重显著降低了14.09%，非毛管孔隙度和渗透率分别显著提高了5.08个百分点和4.72倍，说明原土改良效果显著优于客土改良。

关键词：吹填土；客土改良；原土改良；土壤性质

中图分类号：S156 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.09.019

Effects of Different Reclamation Techniques on Soil Physical and Chemical Properties of Coastal Dredger Fill

TIAN Shuwen1， LI Xia1，2， ZHANG Zhihua1，2， HAN Guiou1，2， FU Nian1，2， LIU Hongqing1，2

（1. Tianjin Hailin Ecological Construction Company Limited， Tianjin 300457， China； 2.Engineering and Technology Center for Coastal Wetland and Ecological Reconstroction in Tianjin， Tianjin 300457， China）

Abstract： The experiment was conducted to explore the effects of different reclamation techniques on soil physical and chemical properties of coastal dredger fill through the field comparison test of the original soil improvement and the treatment of soil replacement. The results showed that， compared with the coastal dredger fill， soil salinity could be decreased， and soil nutrient and physical structure could be effectively improved by the original soil improvement and the treatment of soil replacement， however， both the two soil improvement methods had a trend of salt-leaching alkalization in ， meaning that soil conditioner also need to be further optimized. Compared with the treatment of soil replacement， the soil salinity was significantly decreased by 84.47% on the 60～80 cm soil in the original soil improvement， while the difference of the other soil layers was not significant； the contents of total nitrogen， organic matter， hydrolyzed nitrogen and available phosphorus in soil （0～20 cm） increased by 130.98%， 23.71%， 81.82% and 321.02% respectively， the bulk density decreased by 14.09%， and the porosity and permeability of non-capillary increased by 105.61% and 4.72 times， respectively. In conclusion， the original soil improvement was better than the treatment of soil replacement.

Key words： coastal dredger fill； out-soil improvement； original soil improvement；soil properties

填海造陆是沿海地区扩展港口和城市发展空间的有效途径。据不完全统计，天津市目前已填海造地约200 km2，计划到2020 年底将达400 km2 [1]。填海造地形成的土壤（吹填土）因成土时间短，物理性状差，盐分含量高，生态环境脆弱，作物及绿化苗木难以生长[2]。如何破解吹填土绿化这一世界性难题至关重要。

传统的盐碱地改良技术大多依赖客土法，即用异地优良的耕作土壤替换本地盐碱土。该绿化种植模式能够当年施工、当年见效，且客土绿化选择植物品种的范围大，景观效果好[3]。但随着我国开发面积的逐年增大，毁掉的农田也越来越多，严重破坏土源地的生态环境[4]，不符合可持续发展的要求。天津海林绿化公司多年致力于重盐碱滩地的改良与植被构建的工程建设，对吹填土综合改良绿化技术进行了一系列研究[5-6]，采取“以排水为基础，培肥为根本”，实行水利工程措施、农业耕作措施和生物培肥措施相结合的综合治理方法，取得了显著效果[7-9]。本文将原土改良与客土改良工艺对吹填土土壤理化性質的影响进行比较，以期为原土改良技术的推广提供依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2011—2015年在天津市滨海新区临港产业区纬一路进行，距离渤海仅10 m。该区属于温带大陆性季风气候，年平均气温12 ℃，年平均降水量602.9 mm，多集中在7—8月份，年平均蒸发量1 909.6 mm，为年降水量的3倍以上，冬春干旱而蒸发量大。试验地土壤为滩涂吹填造陆仅半年时间的吹填土。改良前吹填土含盐量、pH值等理化性状见表1。

1.2 试验方法

试验设原土改良和客土改良2个处理，每个试验区长400 m，宽10 m，面积为4 000 m2。原土改良采用天津海林生态建设股份公司“不换种植土的吹填土改良与绿化技术”，技术要点是采用碴石盲沟、碴石淋层构建地下排水系统，原土晾干打碎后掺拌10%（体积比）的秸秆及一定比例的脱硫石膏等土壤改良剂后回填，打孔注砂，围畦洗盐，在洗盐后种植时掺拌10%（体积比）的有机肥培肥，改良深度100 cm。客土改良为吹填土常规客土绿化技术，技术要点是采用碴石盲沟、碴石淋层构建地下排水系统，回填种植土种植，改良深度60 cm。

1.3 样品制备及测定方法

试验开始前取原始土样，改良完成5年后分别对原土改良处理及客土改良处理取土样，取样深度0～80 cm，分四层0～20，20～40，40～60，60～80 cm，风干，磨碎，过2 mm筛，测定含盐量、pH值，0～20 cm测定全氮、水解氮、有效磷、速效钾等土壤理化指标。按5∶1的水土比经浸提抽滤制备土壤浸提液，分别通过电导法和pH计电位法测定其含盐量和 pH值；全氮用半微量凯氏法；水解氮用碱解-扩散法；有效磷用碳酸氢钠浸提法；速效钾用乙酸铵浸提-火焰光度法。土壤物理性状用环刀取表层原状土，容重采用环刀法，渗透率及非毛管孔隙度采用室内环刀法测定。

1.4 数据处理

试验数据处理和作图采用Microsoft Excel 2007软件，统计分析采用SPSS 21.0软件，显著性水平设定为P<0.05。

2 结果与分析

2.1 不同改良工艺对吹填土土壤pH值的影响

由图1可以看出，随着土层深度的加深，原土改良工艺吹填土土壤与原始土壤样品pH均呈升高趋势，客土改良呈升高-降低-升高的趋势。与原始土壤相比，原土改良工艺下各土层土壤pH值分别升高4.50 %，5.33%，6.30%，4.00%，差异显著；客土改良工艺下0～20cm、20～40cm土壤pH值分别升高4.50%和2.66%，差异显著，但其他土层与原始土壤无显著差异。这说明客土改良及原土改良后吹填土均存在不同程度的脱盐碱化现象。

2.2 不同改良工艺对吹填土土壤含盐量的影响

由图2可以看出，随着土层深度的加深，原土改良工艺下吹填土土壤含盐量稳定在一定水平，无明显变化；原始土样土壤含盐量有降低趋势；客土改良先平稳开高至60～80 cm土层急剧升高，这主要是因其改良深度为60 cm，60～80 cm土壤为原始土壤。与原始土壤相比，原土改良工艺下各土层土壤含盐量分别降低93.80%，91.86%，86.35%，85.50%，差异显著；客土改良工艺下各土层土壤含盐量分别降低96.83%，94.31%，81.62%，6.62%，除60～80 cm外差异均达显著水平。这说明各改良工艺可有效降低吹填土含盐量。

2.3 不同改良工艺对吹填土土壤养分的影响

由表2可以看出，与原始土壤相比，原土改良工艺下土壤全氮、有机质、水解氮和有效磷分别提高了222.83%，106.47 %，34.33%和36.61倍，差异显著，速效钾降低了49.38%，差异亦达显著水平；客土改良工艺下土壤全氮、有机质和有效磷分别提高了39.17%，66.91%和7.93倍，差异显著，水解氮和速效钾分别降低了26.12%和52.97%，差异亦达显著水平。这说明原土改良与客土改良均可有效改善土壤养分含量，其中原土改良效果优于客土改良。

2.4 不同改良工艺对吹填土土壤容重的影响

由图3可以看出，与原始土壤相比，原土改良土壤容重降低7.25%，客土改良土壤容重提高7.97%，差异均达显著水平，说明在土壤容重的改良方面，原土改良显著优于客土改良。

2.5 不同改良工艺对吹填土土壤非毛管孔隙度的影响

由图4可以看出，与原始土壤相比，原土改良土壤非毛管孔隙度提高了6.25个百分点，差异显著，客土改良土壤非毛管孔隙度提高了1.17个百分点，但差异未达显著水平，说明在改善土壤非毛管孔隙度方面，原土改良显著优于客土改良。

2.6 不同改良工艺对吹填土土壤渗透率的影响

由图5可以看出，原土改良和客土改良的土壤渗透率均显著高于原始土壤，分别为原始土壤的6 290倍和1 100倍，说明在改善土壤渗透率方面，原土改良亦显著优于客土改良。

3 结 论

（1）原土改良和客土改良均能有效降低吹填土含盐量，但均存在不同程度的脱盐碱化，需优化土壤改良剂，以获得更好的改良效果。

（2）原土改良和客土改良均能有效提高吹填土土壤全氮、有机质、水解氮和有效磷等养分含量，并有效降低速效钾含量，在各指标的改善方面原土改量均显著优于客土改良。

（3）原土改良较客土改良能更有效降低吹填土容重并增加其非毛管孔隙度和渗透率等物理性状，有助于促进吹填土的熟化。这可能与原土改良过程中添加了大量的秸秆等有机物料有关，有机物料腐解提高了土壤有机质含量，利于团粒结构形成，降低了容重，增加了非毛管孔隙度和渗透率，从而改善了土壤排水能力。

参考文献：

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[4]李建华，刘仲奇.天津滨海地区可持续发展的生态建设策略[J].天津农业科学，2008，14（6）：1-5.

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[9]馮国梧.围海造田吹填土摇身一变成绿洲 [N].科技日报，2010-10-9.